WO3光分解水および酸素
光分解性の水の反応は、以下を満たすように行うことができる：
1.禁制帯幅は、水を分解するのに十分な電圧を発生させるのに適していなければならないが、大きすぎないと禁制帯を横切って太陽エネルギーの吸収を大きく減少させることは困難である。 〜2.2eV;
それは良好な酸素放出触媒特性を有し、電解質中で安定であり、低価格でなければならない。 上記の要求を満たす材料はまだ発見されていないが、WO3、Fe2O3、WS2などの潜在的な材料系があり、WO3がその中で最も有望である。 三酸化タングステンの特性は基本的にPEC光吸収触媒層の主な要件を満たすことができ、優れた酸素触媒特性を有し、電解液中で安定であり、比較的安価であり、禁制帯幅は2.4〜2.8eVである。 幅で。 この目的のために、太陽光の吸収速度および水の光電気化学的分解の要求を満たす電流密度を改善するために、バンドギャップを減少させるための多くの研究がなされている。 研究により、ドーピングは半導体の禁制帯幅を調整できることが示されている 。
水素を生成するための水の光分解と水と酸素の光分解が共存する2つの半反応であり、半導体光触媒材料の急速な発展に伴い、光分解性水触媒材料として注目されている。 Gratianらは最初、可視光誘導下でWO 3の酸素発生を研究した。 Gaoらは、WO3光分解水の触媒活性に及ぼす焼結雰囲気の効果を研究し、化学位置制御によりWO3光触媒活性の安定性を著しく改善できることを見出した。 SayamaらはFe3 + / Fe2 +イオンとWO3からなるレドックス系を報告しているが、WO3はFe3 +の存在下では可視光下で酸素を分解・生成し、Fe3 +は連続して消費され、Fe2 + それはFe3 +イオンに酸化されて水素ガスを発生させ、システム全体の循環を実現する。
また、WO3は中国でゾル - ゲル法で調製されており、異なる温度で熱処理することにより、酸素欠損や結晶状態の異なる一連の光触媒が得られ、水の光分解活性や酸素発生の活性を分析した。 彼らは、350℃で4時間処理することによって得られた酸化タングステン触媒が、最も高い光触媒酸素発生活性を有することを見出した。
Ce / WO3光触媒による水の光触媒分解は、600℃で0.05％CeをドープしたWO 3触媒の触媒活性において、可視光照射下での水の酸素への光触媒分解が最も高かった。 触媒の酸素発生率は、ドープされていないWO 3の1.5〜1.7倍である。
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